Gesünder weiter kommen

Intelligentes Innenraumfiltersystem spart Energie und erhöht die Filterlebensdauer

Weltweit leiden immer mehr Menschen an den Auswirkungen schadstoffbelasteter Luft. Innenraumfiltersysteme rücken daher im Fahrzeugbau immer mehr in den Fokus. Aufgrund der vorhandenen Energieeinsparpotenziale sind Weiterentwicklungen in diesem Bereich vor allem für Elektrofahrzeuge besonders interessant.

An Bilder von sichtbar verschmutzter Luft und Menschen, die sich mit Atemmasken zu schützen versuchen, haben wir uns bereits gewöhnt. Rauchende Industriekamine, kilometerlange Blechlawinen und Feinstaubalarm in den Innenstädten gehören immer mehr zum Alltag. Weniger bewusst sind sich Menschen darüber, dass schadstoffbelastete Luft auch in Innenräumen zum Gesundheitsrisiko werden kann. Laut einer Studie der amerikanischen Umweltbehörde EPA kann die Luftverschmutzung dort sogar zwei bis fünf Mal höher sein als im Freien. Pollen, grober, feiner und öliger Staub, Bakterien, Schadgase und freigesetzte Allergene sind in den eigenen vier Wänden ebenso vorhanden wie im Auto. Hochabscheidende Innenraumfilter gehören daher schon seit Jahren zur Serienausstattung moderner Fahrzeuge.

MANN+HUMMEL arbeitet vor allem mit Blick auf Elektrofahrzeuge mit Hochdruck an der kontinuierlichen Verbesserung der Wirksamkeit und Effizienz von Innenraumfiltersystemen. Hier ist einerseits die Erhöhung der Reichweite eine der größten Herausforderungen, andererseits steht ein größerer Bauraum zur Verfügung, der die Möglichkeit zum Einsatz eines mehrstufigen Systems bietet. Mit dem FreciousSmart Innenraumfiltersystem entwickelt MANN+HUMMEL ein intelligentes Konzept, welches neue Maßstäbe setzt. Das System spart durch sein intelligentes Frischluftmanagement signifikant Energie ein, was sich positiv auf die Reichweite von Elektrofahrzeugen auswirkt. Durch die bedarfsgerechte Steuerung des Frischluftanteils auf Basis der CO2-Konzentration im Innenraum, wird in Summe weniger Frischluft dem Innenraum zugeführt als bei herkömmlichen Konzepten. Somit muss eine geringere Menge Frischluft an das Temperaturniveau des Innenraums angeglichen werden – was Energie einspart. Gleichzeitig schützt das System die Fahrzeuginsassen zuverlässig vor Feinstaub, Schadgasen, Allergenen und anderen gesundheitsschädlichen Substanzen.

FreciousSmart Innenraumfiltersystem

Vorfilter

HEPA-Filter

Innenraumfilter

Dreifach wirksam

Für den optimalen Schutz der Fahrzeuginsassen sorgen im FreciousSmart Innenraumfiltersystem drei Filter. Sensoren liefern die nötigen Informationen zur Innen- und Außenluftqualität, regeln bedarfsgerecht die Menge an zugeführter Frischluft und steuern die benötigten Filtrationsstufen. Der hochwirksame Innenraumfilter mit biofunktionaler Beschichtung bindet Allergene, filtert Feinstaub (PM2.5) nahezu vollständig und verhindert die Ausbreitung von Bakterien und Schimmelpilzen im Fahrgastraum. Bei erhöhtem Frischluftbedarf und/oder erhöhter Schadstoffbelastung der Außenluft wird der Vorfilter, ein neu entwickelter NO2-Feinstaubkombifilter, zugeschaltet. Dieser reinigt die Außenluft von Feinstaub (PM2.5), Pollen sowie Schadgasen wie zum Beispiel Stickstoffdioxid. Als dritte Filtrationsstufe bindet ein HEPA-Filter (High Efficiency Particulate Air Filter) bei Bedarf sogar ultrafeine Partikel (<0,1 μm), wie zum Beispiel Ruß und Bremsstaub. Diese Technologie kommt bisher in Reinräumen zum Einsatz.

Intelligent gesteuert

Im FreciousSmart Innenraumfiltersystem kommt der HEPA-Filter sowie die beiden anderen Filterstufen situationsabhängig zum Einsatz. In Kooperation mit der École Centrale de Nantes in Frankreich haben die Experten von MANN+HUMMEL dazu unterschiedliche Verkehrsszenarien simuliert. So beispielsweise die Fahrt im Stau, durch Tunnel oder mit mehreren Fahrzeuginsassen. Das Ziel war es festzustellen, wie sich optimale Luftbedingungen mit möglichst geringem Energieaufwand erreichen lassen. Die Sensoren überwachen die Luftqualität inner- und außerhalb des Fahrzeugs, wobei im Innenraum unter anderem die CO2-Konzentration, die Partikelkonzentration sowie die relative Luftfeuchtigkeit gemessen werden. Ab bestimmten Grenzwerten erhöht das FreciousSmart Innenraumfiltersystem die Zufuhr von Außenluft. Deren Schadstoffbelastung wird von Außenluftqualitätssensoren erkannt. Das System entscheidet auf dieser Grundlage, welche der drei Filter durchströmt werden.

So bietet der Innenraumfilter, bei geringer Schadstoffbelastung in der Außenluft, bereits eine sehr gute Filterleistung. Wird aufgrund der Grenzwertüberschreitung im Innenraum ein erhöhter Luftbedarf von außen benötigt und ist diese schadstoffbelastet – etwa bei stärkerem Verkehrsaufkommen – kommt der Vorfilter als zweite Filtrationsstufe zum Einsatz. Erst bei extrem stark belasteter Außenluft, beispielsweise im Tunnel oder bei anhaltendem Stau wird der HEPA-Filter als dritte Filtrationsstufe aktiviert. Durch diese intelligente, bedarfsgerechte Steuerung lässt sich nicht nur die Lebensdauer des HEPA-Filters erhöhen, sondern gleichzeitig der Energieverbrauch des Gesamtsystems reduzieren. Damit bringt das FreciousSmart Innenraumfiltersystem die Elektromobilität buchstäblich ein gutes Stück voran.